افزایش عمر باتری های لیتیومی با کِرِم پوست!

باتری های لیتیومی امروزه نقشی کلیدی در طراحی و تولید وسایل قابل شارژ پیدا کرده اند. به گونه ای بخش زیادی مهمی از هزینه های طراحی و توسعه وسایل الکتریکی قابل شارژ به این باتری ها اختصاص دارد و به همین دلیل تلاش ها در جهت توسعه افزایش پایداری و عمر بیشتر این باتری ها ادامه دارد.

اما خطر بزرگی که همواره در طول سالیان گذشته این باتری ها را تهدید می کرده، خطر اشتعال و حتی انفجار آن بوده است. نمونه بارز این مشکل را در گوشی های گلسی نوت 7 به یاد دارید که با مشکل اشتعال و انفجار مواجه بود و پس از گزارش های متعدد، دستور جمع آوری آن ها توسط شرکت سامسونگ ارسال شد…

تا بدین لحظه تلاش های فراوانی در جهت اصلاح ساختار و افزایش راندمان کاری این باتری ها به خصوص باتری های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری صورت گرفته است ، مانند طرح افزایش مقاومت در برابر اشتعال داخلی، طرح افزایش مقاومت باتری در برابر ضربه، استفاده از سیستم های مختلف مثل سیستم های آبگرد جهت کاهش دمای باتری؛ تغییر الکترولیت ها به نوع آبی که در برابر آتش سوزی مقاوم هستند و …. و تا حدودی نیز این طرح ها موفقیت آمیز بوده اند. اما برخی از این موارد با مشکلاتی نیز مواجه اند. به طور مثال استفاده از الکترولیت های آبی باعث مشکلات پایداری و کاهش ولتاژ باتری می شود.

اما شاید برایتان جالب باشد که محققین اخیرا از ماده ای بلیمری در طراحی الکترولیت این باتری ها استفاده کرده اند که علی رغم ارزان بودن، عمر این باتری ها را افزایش می دهد.

این ماده پلیمری «پلی اتیلن گلیکول» با فرمول شیمیایی «C_2nH_4n+2O_n+1» است که به عنوان یک عامل تثبیت کننده در الکترولیت جدید مبتنی بر آب استفاده می‌شود و گزارش شده است که پنجره پایداری باتری را به ۳.۲ ولت گسترش می‌دهد.

• 

سرپرست این گروه تحقیقاتی پروفسور «یی چون لی» از دانشکده مهندسی دانشگاه هنگ کنک است که به توسعه الکترولیت باتری لیتیوم یونی با یک طراحی ارزان قیمت، ایمن و سازگار با محیط زیست کمک کرده و از یک پلیمر محلول در آب برای این کار استفاده کرده است که در کرم‌های پوستی، خمیردندان‌ها، داروها و مواد غذایی و نوشیدنی‌ها یافت می‌شود.

سایر طراحی‌های باتری آبی می‌توانند ولتاژ را بالاتر ببرند، اما اغلب از غلظت‌های بالای نمک‌های گران و سمی برای تثبیت مولکول‌های آب استفاده می‌کنند.

ترکیبی از آب، پلی اتیلن گلیکول و غلظت کم نمک لیتیوم مورد استفاده در طراحی جدید بدان معنی است که هم هزینه و هم میزان سمی بودن الکترولیت، نسبتاً کم نگه داشته می‌شود. همچنین این باتری جدید قابلیت تحمل بیش از ۳۰۰ چرخه شارژ و تخلیه را ثابت کرده است.

این محققین در بیانیه خود گفته اند:

این یافته بستر جدیدی برای طراحی الکترولیت آبی با پنجره ولتاژ زیاد و پایداری بالا برای ذخیره انرژی ایمن، کم هزینه و سازگار با محیط زیست فراهم می‌کند.

منبع

خبرگزاری ایسنا